Фамилия Леонтьев — классический пример русской фамилии на -ев, образованной от полной формы крестильного имени. Основа здесь — каноническое имя Леонтий, которое пришло на Русь из греческого языка и означает «львиный» (от греческого leon — «лев»). Имя это никогда не было массовым, а к XIX веку почти вышло из обихода, но оставило заметный след в фамилиях. Важная деталь: в народной традиции к этому же корню часто притягивали краткие формы от других имен с той же основой — Леонид и даже латинское Leo, так что граница между разными источниками одной фамилии порой размыта.

С точки зрения словообразовательной модели, суффикс -ев указывает на принадлежность: Леонтьев буквально означает «сын Леонтия» или «потомок Леонтия». Это типичная патронимическая модель для центральных и северных областей России.

Церковная история имени связана с несколькими святыми, но в народной памяти особенно выделялся священномученик Леонтий Никейский. По преданию, во времена гонений за веру он не отрекся от Христа, был изгнан из родного села и ушел в лес, где жил отшельником до конца дней. Этот образ стойкости и аскетизма мог влиять на выбор имени в крестьянской среде, хотя чаще имя давали просто по святцам.

Отдельная ветвь истории — дворянский род Леонтьевых. Он ведет начало от мурзы Абатура, который выехал из Большой Орды в Рязань при князе Федоре Ольговиче и принял крещение с именем Матвей. Его праправнук Федор Степанович оставил двух сыновей: Леонтия и Петра. Леонтий стал родоначальником Леонтьевых, а Петр — фамилии Петрово-Соловово. Этот род внесен в VI часть родословной книги Казанской губернии, что говорит о его древности и принадлежности к столбовому дворянству.

В документах XIX–XX веков фамилия встречается в самых разных слоях. В Книге памяти Томской области упомянут Дементий Леонтьевич Леонтьев, родившийся в 1891 году в деревне Вдовино Псковской губернии. В Книге памяти Читинской области — Диомид Георгиевич Леонтьев, 1889 года рождения, из села Чиндагатай Забайкальской области. Оба примера показывают, что фамилия была распространена и на северо-западе, и в Сибири, причем среди крестьян и казаков.